一种采用zigbee无线传感网络电能计量子系统技术方案

本发明专利技术提供一种采用zigbee无线传感网络电能计量子系统，包括电能计量终端和监控终端，电能计量终端由电流互感器、电压互感器、信息调理器、模拟前端芯片、外置电压基准、信息处理器、LCD显示屏、实时时钟以及铁电存储器构成，监控终端由以太网、数据库以及电能计量数据分析平台构成，电能计量终端和监控终端通过ZigBee无线信息通讯单元相互连接；与现有技术相比，本发明专利技术具有如下的有益效果：有助于及时发现用电设备的潜在故障，降低故障风险，便于项目施工或改造，减少底层设备安装和布线的工作量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种采用zigbee无线传感网络电能计量子系统，属于多功能数字化电能计量设备领域。
技术介绍
电能计量系统是衡量电能消费数量的计量仪器，其技术性要求很高。它既要求能精确计量，更要求能稳定工作，并能保证长期高度的可靠性。目前，由于近年来能源的日益紧张，电力供应时常出现短缺现象，各地纷纷采取了各种应对措施，很多地区不约而同地出台了峰谷分时电价和避峰电价政策，因此，多费率表市场需求进一步加大，尤其是大工业用户，对三相多费率表的需求快速增长。另外，随着现代电子产业和电力系统的不断发展，电能计量系统正在向智能化、多功能的方向发展，可以测量多种参数，并可实现自动抄表、分时费率、实时费率、预付费等多种功能的测量电路和集成化、模块化已成为未来发展的趋势。电能管理既面向新建的工厂、建筑，也面向现有建筑的功能改造项目。施工过程中的通信布线以及日后的设备变更一直以来是制约系统推广的障碍。目前市场上通行的做法是在传感层采用CAN、485或者以太网等有线传输方式，有线传输方式存在初次布线施工难度大、造价高、工期长等不足，而且后期的项目改造也变得非常困难。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种采用zigbee无线传感网络电能计量子系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术使用方便，便于操作，稳定性好，可靠性高。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现:一种采用zigbee无线传感网络电能计量子系统，包括电能计量终端和监控终端，所述电能计量终端由电流互感器、电压互感器、信息调理器、模拟前端芯片、外置电压基准、信息处理器、IXD显示屏、实时时钟以及铁电存储器构成，所述监控终端由以太网、数据库以及电能计量数据分析平台构成，所述电能计量终端和监控终端通过ZigBee无线信息通讯单元相互连接；所述电流互感器的输出端与信息调理器的输入端连接，所述信息调理器的输入端还与电压互感器的输出端连接，所述信息调理器的输出端与模拟前端芯片的输入端连接，所述模拟前端芯片的输出端与信息处理器的输入端连接，所述信息处理器的输出端与铁电存储器的输入端连接，所述信息处理器与LCD显示屏双向连接，所述信息处理器与实时时钟双向连接，所述信息处理器与ZigBee无线信息通讯单元双向连接，所述ZigBee无线信息通讯单元与以太网双向连接，所述以太网的输出端与数据库的输入端连接，所述以太网的输出端还与电能计量数据分析平台的输入端连接。进一步地，所述信息处理器采用的是ADI公司全新MSA架构的Blackf in信息处理器BF531作为信号处理核心，工作频率350M，信息处理器内集成I2C、SP1、GP10以及DBUS通讯接口。进一步地，信息处理器的I2C输出端与铁电存储器的输入端连接，信息处理器通过I2C通讯接口与实时时钟双向连接，信息处理器通过SPI通讯接口与ZigBee无线信息通讯单元双向连接，信息处理器通过GP10通讯接口与IXD显示屏双向连接，模拟前端芯片的输出端与信息处理器的DBUS输入端连接。进一步地，所述模拟前端芯片选用8通道16位同步采样的模拟前端芯片AD7660实现电流和电压信号的采集，AD7660内置了模拟输入箝位保护、二阶抗混叠滤波器和跟踪保持放大器，信噪比高达86.5dB，所述模拟前端芯片的输入端与外置电源基准的输出端连接。进一步地，所述外置电压基准采ADI公司的ADR445，噪声峰值小于2.25 μ V。进一步地，所述Zigbee无线信息通讯单元采用了 TI公司的CC2530设计方案。进一步地，所述实时时钟采用I2C接口的DS3231，内部集成带温度补偿功能的晶体振荡器，-40° C至+80° C范围内，精度达到±3.5ppm。进一步地，所述铁电存储器是一种用于数据存储各能耗及电能质量数据的存储元件。进一步地，所述电能计量数据分析平台是一种负责电能计量数据的分析、统计、分类和汇总的数据分析元件。本专利技术的有益效果:本专利技术的一种采用zigbee无线传感网络电能计量子系统，具备电压、电流有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、有功电能、无功电能和频率等常规电气参数测量功能，有助于及时发现用电设备的潜在故障，降低故障风险，为了便于项目施工或改造，减少底层设备安装和布线的工作量，采用zigbee技术实现具有动态组网功能的底层无线传感层网络，利用采集模块的多重属性编码进行分类汇总，实现对各部门的用电信息，各用电子系统的能耗情况的精确统计，为企业开展节能减排和能耗绩效考核提供详实的数据支撑。【附图说明】通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显: 图1为本专利技术一种采用zigbee无线传感网络电能计量子系统的原理框图； 图中:1-电流互感器、2-电压互感器、3-信息调理器、4-模拟前端芯片、5-外置电压基准、6-信息处理器、7-1XD显示屏、8-实时时钟、9-铁电存储器、ΙΟ-ZigBee无线通讯单元、11-以太网、12-数据库、13-电能计量数据分析平台。【具体实施方式】为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本专利技术。请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案:一种采用zigbee无线传感网络电能计量子系统，包括电能计量终端和监控终端，电能计量终端由电流互感器1、电压互感器2、信息调理器3、模拟前端芯片4、外置电压基准5、信息处理器6、IXD显示屏7、实时时钟8以及铁电存储器9构成，监控终端由以太网11、数据库12以及电能计量数据分析平台13构成，电能计量终端和监控终端通过ZigBee无线信息通讯单元10相互连接。电流互感器1的输出端与信息调理器3的输入端连接，信息调理器3的输入端还与电压互感器2的输出端连接，信息调理器3的输出端与模拟前端芯片4的输入端连接，模拟前端芯片4的输出端与信息处理器6的输入端连接，信息处理器6的输出端与铁电存储器9的输入端连接，信息处理器6与IXD显示屏7双向连接，信息处理器6与实时时钟8双向连接，信息处理器6与ZigBee无线信息通讯单元10双向连接，ZigBee无线信息通讯单元10与以太网11双向连接，以太网11的输出端与数据库12的输入端连接，以太网11的输出端还与电能计量数据分析平台13的输入端连接。信息处理器6采用的是ADI公司全新MSA架构的Blackfin信息处理器BF531作为信号处理核心，工作频率350M，信息处理器6内集成I2C、SP1、GP10以及DBUS通讯接口。信息处理器6的I2C输出端与铁电存储器9的输入端连接，信息处理器6通过I2C通讯接口与实时时钟8双向连接，信息处理器6通过SPI通讯接口与ZigBee无线信息通当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用zigbee无线传感网络电能计量子系统，包括电能计量终端和监控终端，其特征在于：所述电能计量终端由电流互感器、电压互感器、信息调理器、模拟前端芯片、外置电压基准、信息处理器、LCD显示屏、实时时钟以及铁电存储器构成，所述监控终端由以太网、数据库以及电能计量数据分析平台构成，所述电能计量终端和监控终端通过ZigBee无线信息通讯单元相互连接；     所述电流互感器的输出端与信息调理器的输入端连接，所述信息调理器的输入端还与电压互感器的输出端连接，所述信息调理器的输出端与模拟前端芯片的输入端连接，所述模拟前端芯片的输出端与信息处理器的输入端连接，所述信息处理器的输出端与铁电存储器的输入端连接，所述信息处理器与LCD显示屏双向连接，所述信息处理器与实时时钟双向连接，所述信息处理器与ZigBee无线信息通讯单元双向连接，所述ZigBee无线信息通讯单元与以太网双向连接，所述以太网的输出端与数据库的输入端连接，所述以太网的输出端还与电能计量数据分析平台的输入端连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕燚，夏百战，石世光，
申请(专利权)人：电子科技大学中山学院，
类型：发明
国别省市：广东;44